Agro em Campo

Tag: Embrapa Instrumentação

  • Nova tecnologia permite usar fungo benéfico junto com fertilizante químico

    Nova tecnologia permite usar fungo benéfico junto com fertilizante químico

    Pesquisadores da Embrapa Instrumentação (SP) e da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) desenvolveram uma tecnologia que aumenta a sobrevivência do fungo Trichoderma harzianum em fertilizantes minerais. A solução utiliza um revestimento biodegradável aplicado diretamente nos grânulos, o que permite a aplicação simultânea de insumos químicos e biológicos no campo.

    Granulos sem e com revestimento
    Granulos sem e com revestimento. Foto: Yasmin Nunes/Embrapa

    O avanço resolve um dos principais entraves da agricultura moderna: a incompatibilidade entre fertilizantes químicos e microrganismos benéficos. Com a nova formulação, o fungo mantém sua viabilidade durante o armazenamento e passa a ser liberado gradualmente no solo, ampliando sua eficácia agronômica.

    Revestimento biodegradável protege microrganismo

    A equipe encapsulou o Trichoderma harzianum em uma matriz polimérica à base de carboximetilcelulose, reforçada com nanocristais de celulose. Esse material forma uma película protetora ao redor dos esporos e evita danos causados por fatores como calor, radiação solar e contato direto com fertilizantes.

    Testes mostraram que, após três meses em temperatura ambiente, os esporos encapsulados mantiveram alta taxa de sobrevivência. Já os não encapsulados perderam até mil vezes sua vitalidade no mesmo período.

    Fungos aumentam produtividade agrícola

    Amplamente utilizado como bioinsumo, o Trichoderma harzianum atua no controle de doenças, estimula o crescimento das plantas e melhora a absorção de nutrientes. Apesar do potencial, a baixa resistência fora do ambiente ideal limita seu uso em larga escala.

    EncapsulamentoTrichoderma_Filme de CMC e nanocelulose contendo os esporos de Trichoderma harzianum
    Filme de CMC e nanocelulose contendo os esporos de Trichoderma harzianum. Foto: Yasmin Nunes/Embrapa

    Substâncias presentes em fertilizantes, como ureia e fosfato monoamônico (MAP), provocam estresse osmótico, alteram o pH e comprometem a sobrevivência dos microrganismos. Isso reduz a eficiência dos inoculantes biológicos e dificulta sua adoção no campo.

    Liberação gradual melhora eficiência no campo

    O novo revestimento funciona como um “escudo” microscópico e garante a liberação controlada do fungo no solo. Esse processo favorece a colonização da rizosfera, região próxima às raízes, antes da chegada de patógenos, criando uma barreira biológica natural.

    Além disso, o revestimento também regula a liberação do fertilizante químico. Com a disponibilidade prolongada de nutrientes, o produtor reduz a necessidade de reaplicações, diminui custos operacionais e minimiza perdas ambientais, como eutrofização e emissão de gases de efeito estufa.

    Bioeconomia e escala comercial

    A tecnologia utiliza materiais de baixo custo e alinhados à bioeconomia circular. A carboximetilcelulose tem ampla disponibilidade, enquanto os nanocristais de celulose podem ser produzidos a partir de resíduos agrícolas.

    Imagem: Embrapa

    O próximo passo envolve a validação em diferentes culturas e condições de campo, além da escalabilidade para uso comercial.

    Um exemplo prático: em culturas como soja e milho, o uso conjunto de fertilizante e bioinsumo em uma única aplicação pode reduzir operações no campo e aumentar a eficiência nutricional e biológica da lavoura.

  • IA detecta lagarta-do-cartucho e protege lavouras de milho contra prejuízos

    IA detecta lagarta-do-cartucho e protege lavouras de milho contra prejuízos

    A Embrapa Instrumentação (SP) criou um sistema que combina sensores de imagem e inteligência artificial para identificar a lagarta-do-cartucho, uma das pragas mais destrutivas da cultura do milho. O método analisa imagens digitais e reconhece a praga tanto nas folhas quanto nas espigas da planta.

    A tecnologia elimina a subjetividade dos métodos tradicionais, que exigem trabalho intensivo e dependem exclusivamente da observação humana. Produtores rurais podem agora contar com uma ferramenta automatizada que aumenta a precisão na detecção precoce da praga.

    Praga ameaça 70% da produção

    O milho figura entre os cereais mais cultivados globalmente, mas enfrenta uma ameaça séria: a lagarta-do-cartucho (Spodoptera frungiperda). Pesquisadores da Embrapa estimam que o inseto pode destruir até 70% da produção quando não controlado adequadamente.

    O ataque ocorre em duas fases críticas do desenvolvimento da planta. A lagarta destrói o milho tanto durante o crescimento vegetativo quanto no período reprodutivo, comprometendo toda a safra.

    A revista Electronics publicou o estudo “Computational Intelligence Approach for Fall Armyworm Control in Maize Crop”, assinado por Alex Bertolla e Paulo Cruvinel. Os pesquisadores identificaram uma lacuna significativa entre os métodos atuais de detecção e os resultados necessários para o controle eficaz.

    “A discrepância entre o método atual de detecção e o resultado pretendido nos motivou a pesquisar uma alternativa para a detecção precoce de pragas em áreas cultivadas”, explica Bertolla.

    O estudo concentrou esforços no reconhecimento e classificação de padrões dinâmicos da lagarta-do-cartucho. Além do milho, a praga ataca outras culturas importantes como soja e algodão. A solução desenvolvida oferece aos agrônomos e laboratórios resultados mais precisos no monitoramento.

    Câmera simples captura imagens na lavoura

    A implementação da tecnologia não exige equipamentos caros. Produtores podem acoplar uma câmera fotográfica comum em implementos agrícolas para coletar imagens das lagartas durante as operações na lavoura.

    “A câmera não precisa ser de alto custo, é necessário apenas produzir imagens com boa resolução”, esclarece Bertolla. O sistema captura fotos das pragas presentes nas folhas e espigas enquanto as máquinas realizam outras tarefas no campo.

    O método integra múltiplas tecnologias: processamento digital de imagens e sinais, estatística multivariada, técnicas de aprendizado de máquina e visão computacional. Cruvinel explica que o aprendizado de máquina permite aos sistemas aprender com dados personalizados de treinamento para automatizar tarefas.

    “O aprendizado profundo também é um processo de aprendizado de máquina, mas baseado em redes neurais artificiais com um conjunto de camadas de propósito específico”, detalha o pesquisador.

    Os pesquisadores desenvolveram o algoritmo computacional em Python, linguagem amplamente utilizada em ciência de dados. O programa avalia imagens digitais de diferentes estágios de crescimento da lagarta, identifica seu nível de desenvolvimento e mede a frequência de ocorrência na área cultivada.

    Estudo analisa mais de 2 mil imagens

    A equipe avaliou 2.280 imagens de lagartas-do-cartucho em folhas e espigas de milho. O objetivo foi classificar cinco estágios distintos de desenvolvimento da praga durante o ciclo de produção.

    Os pesquisadores estruturaram o trabalho em quatro fases principais. A primeira etapa envolveu a aquisição e pré-processamento das imagens, incluindo tratamento, remoção de ruídos e padronização de cores.

    Na segunda fase, o sistema realizou a segmentação das imagens para extrair o fundo e destacar apenas as lagartas presentes no ambiente. A terceira etapa extraiu características dos objetos identificados para distinguir exclusivamente o inseto-alvo. O método utilizou informações de cor, textura e características geométricas para caracterizar e reconhecer padrões da lagarta-do-cartucho.

    “No último bloco, utilizamos conceitos da inteligência computacional, baseado em aprendizado profundo, em que uma rede neural artificial convolucional (CNN) treinada permite a classificação dos diferentes estágios da lagarta”, explica Bertolla.

    A CNN analisa especificamente dados visuais. Os pesquisadores também compararam o desempenho usando cinco classificadores conhecidos como máquina de suporte de vetores (SVM), que classificam cada estágio da lagarta individualmente.

    Resultados abrem caminho para aplicação prática

    A qualidade dos resultados confirmou a eficácia da estrutura baseada em aprendizado profundo. Os pesquisadores analisaram acurácia, precisão, tempo de processamento e desempenho de hardware.

    “O método também apresentou resultado considerável em quesitos referentes ao desempenho de hardware e tempo de processamento, o que pode ser também interessante para uma ação futura relacionada à disponibilização dessa tecnologia na versão embarcada, para uso diretamente como parte de implementos agrícolas”, destaca Cruvinel.

    Para trabalhos futuros, os pesquisadores sugerem incluir outras técnicas de inteligência artificial dedicadas ao controle de pragas. As propostas envolvem reconhecimento e classificação de padrões de forma não supervisionada e o uso de câmeras multiespectrais embarcadas em Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) para operação em tempo real nas lavouras.

  • Embalagem inteligente: ela muda de cor para avisar que o peixe estragou

    Embalagem inteligente: ela muda de cor para avisar que o peixe estragou

    Pesquisadores brasileiros desenvolveram uma embalagem inteligente que muda de cor para indicar a deterioração de alimentos, como peixes. Cientistas da Embrapa Instrumentação (SP), em parceria com a Embrapa Agroindústria de Alimentos (RJ) e a Universidade de Illinois, nos Estados Unidos, criaram a tecnologia utilizando pigmentos naturais extraídos do repolho roxo.

    A inovação emprega a técnica de fiação por sopro em solução para produzir mantas de nanofibras inteligentes. Essas mantas, utilizadas como embalagens, são capazes de monitorar a qualidade de alimentos em tempo real pela alteração da cor. A interação química entre os compostos liberados durante a deterioração e o material da embalagem desencadeia a mudança de cor.

    Em testes laboratoriais com filés de merluza, a manta apresentou ótimos resultados. Inicialmente, a cor roxa indicava que o alimento estava apropriado para consumo. Após 24 horas, a cor tornou-se menos intensa; após 48 horas, surgiram tons azul-acinzentados. E passadas 72 horas, a coloração azul sinalizou a deterioração do filé de peixe armazenado, sem a necessidade de abrir a embalagem. ​

    Josemar Gonçalves de Oliveira Filho desenvolveu o processo para embalagem inteligente em seu pós-doutorado. Foto: Matheus Falanga

    Segundo o pesquisador Josemar Gonçalves de Oliveira Filho, “as nanofibras demonstraram capacidade de monitorar a deterioração de filés de peixe em tempo real, revelando potencial como materiais de embalagem inteligentes para alimentos”. ​

    Pesquisa brasileira

    A técnica de fiação por sopro em solução (SBS) foi desenvolvida em 2009 por pesquisadores da Universidade Federal da Paraíba (UFPB), da Embrapa Instrumentação e do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA). Ela é capaz de produzir micro e nanoestruturas poliméricas com diversas vantagens, como rapidez no desenvolvimento das nanofibras, escalabilidade, versatilidade, fácil manejo, baixo custo e menor consumo de energia. ​

    A pesquisa utilizou antocianinas, pigmentos naturais encontrados em plantas, frutas, flores e vegetais, que mudam de cor conforme o pH do meio em que se encontram. Os pesquisadores extraíram as antocianinas de resíduos de repolho roxo, rico nesse pigmento, e combinaram com a policaprolactona, um polímero biodegradável que possui boa flexibilidade e resistência mecânica. Essa combinação resultou em nanofibras capazes de monitorar mudanças de pH, detectar a produção de amônia e aminas voláteis. Além de identificar o crescimento de bactérias, indicadores essenciais para sinalizar a deterioração em produtos como peixe e frutos do mar. ​

    O sistema,utiliza pigmentos naturais extraídos do repolho roxo. Foto: Matheus Falanga

    A produção da manta de nanofibras inicia com uma solução polimérica, obtida pela mistura e agitação da policaprolactona, extrato de repolho e ácido acético. Essa solução é então introduzida no equipamento de SBS, que utiliza gás comprimido e um coletor rotativo para formar as nanofibras em escala nanométrica. Elas são similares a fibras de algodão. ​

    O uso de resíduos do setor varejista para extrair antocianinas e aplicá-las como indicadores colorimétricos pode agregar valor a esses alimentos descartados. Ao mesmo tempo em que reduz o impacto ambiental negativo do descarte. Além disso, pode trazer segurança aos alimentos armazenados ao detectar rapidamente a sua deterioração.

    Leia mais:

    + Agro em Campo: Marmelo: fruta combate acidez estomacal e é rica em fibras
    + Agro em Campo: China libera exportações de soja de cinco unidades brasileiras

  • Pesquisadores padronizam uso de ressonância magnética nuclear nas plantas

    Pesquisadores padronizam uso de ressonância magnética nuclear nas plantas

    Pesquisadores de instituições paulistas desenvolveram um guia passo a passo que padroniza o uso da ressonância magnética nuclear (RMN) no estudo do metabolismo de plantas. O protocolo busca otimizar a análise metabolômica, essencial para entender como os vegetais reagem a estresses ambientais, como secas e inundações, agravados pelas mudanças climáticas.

    O metabolismo é o conjunto de transformações químicas que sustentam o crescimento e desenvolvimento dos organismos. Alterações metabólicas em plantas, provocadas por eventos climáticos extremos, podem comprometer a produção agrícola e ameaçar a segurança alimentar.

    A metabolômica, ciência que estuda os metabólitos produzidos nesses processos, permite investigar essas alterações e compreender as adaptações das plantas.

    Precisão

    A ressonância magnética foi escolhida como ferramenta devido à sua precisão em analisar amostras complexas, identificar compostos químicos e fornecer dados robustos sem destruir as amostras. O protocolo apresentado pelos pesquisadores detalha desde o preparo de amostras até a análise de dados. E destaca o uso de ferramentas quimiométricas e bancos de dados para identificação de metabólitos.

    Fluxograma com todas as etapas necessárias para obtenção de resultados significativos. Reprodução Embrapa

    A revista Frontiers publicou o estudo, que abordou avanços recentes na tecnologia de RMN e ressaltou sua utilidade em pesquisas agrícolas e científicas. Pesquisadores da Embrapa Instrumentação e de diversas instituições acadêmicas participaram do trabalho, com o objetivo de facilitar a aplicação da RMN em pesquisas agrícolas e ambientais.

    Metabolômica

    O guia também exemplifica a aplicação da RMN na metabolômica. Como no caso da planta medicinal pata-de-vaca, cujo metabolismo foi analisado após períodos de estresse hídrico. Esse tipo de análise contribui para entender como melhorar a resiliência das culturas agrícolas às mudanças climáticas.

    Leia mais:
    + Agro em Campo: Preço do café arábica aumenta mais de 30% em novembro
    + Agro em Campo: Doença pode reduzir 13% produção de trigo no mundo

    Com o crescente número de publicações científicas na área — passando de 177 em 2014 para 610 em 2023 —, o estudo reflete o avanço e a relevância da metabolômica metabolômica na busca por soluções para os desafios ambientais e agrícolas.

    “São várias as vantagens da RMN para a investigação de produtos naturais e plantas. O nosso objetivo principal é inspirar e orientar interessados em explorá-la por meio de protocolos e práticas mais usados para aplicar em estudos de metabolômica baseados nessa técnica”, conta Fernanda Ocampos, pesquisadora de pós-doutorado na FMVZ. Ela desenvolve os experimentos na Embrapa Instrumentação, supervisionada pelo pesquisador Luiz Alberto Colnago. Foto Andrea Lima

    Participaram do trabalho pesquisadores da Embrapa Instrumentação (SP), da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo (FMVZ-USP), do Centro de Citricultura Sylvio Moreira do Instituto Agronômico (IAC) e do Instituto de Química de São Carlos da Universidade de São Paulo (IQSC-USP).

  • Workshop sobre a cadeia de plásticos está com inscrições abertas

    Workshop sobre a cadeia de plásticos está com inscrições abertas

    Estão abertas as inscrições para o 1º Workshop da Rede Midas Mongaru: Circularidade na Cadeia de Plásticos, que ocorrerá em São Carlos (SP) nos dias 18 e 19 de julho. O evento, promovido pelo INCT Midas, Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e INCT Circularidade em Materiais Poliméricos, será sediado pela Embrapa Instrumentação.

    O workshop visa promover um debate entre academia, indústria, cooperativas, poder público e sociedade, incluindo educadores focados em sustentabilidade e educação empreendedora. Ou seja, a iniciativa busca reunir colaboradores para minimizar o impacto da poluição plástica.

    Com um formato interativo e colaborativo, o evento contará com seis painéis temáticos. Serão discutidos casos de sucesso e desafios relacionados à logística reversa, educação ambiental, legislação e políticas públicas, por exemplo. Também estarão e pauta temas como o uso de plásticos biodegradáveis e de fontes renováveis, educação empreendedora e design para a circularidade.

    Ao final dos dois dias de discussões, os organizadores planejam formalizar, como resultado, um plano de ações e compromissos para avançar com propostas resolutivas.

    Plano de ação do workshop

    Segundo a professora Alessandra Lucas, da UFSCar, o workshop apresentará casos de sucesso e desafios, que serão transformados em ações a curto, médio e longo prazo. “Vamos traçar planos de ação em âmbito local, regional e nacional para direcionar as atividades da Rede Midas Mongaru e do INCT Circularidade em Materiais Poliméricos. Não queremos reinventar a roda da circularidade dos plásticos, mas fazê-la girar conectando atores importantes deste sistema”, explica a professora.

    Participantes confirmados

    Entre os participantes confirmados estão membros das cooperativas de coleta seletiva de São Carlos e Araraquara, além do presidente do Movimento Nacional dos Catadores de Materiais Recicláveis (MNCR), Ronei Silva, e Telines Basílio, presidente da Coopercaps, uma cooperativa modelo em São Paulo.

    Inscrições para o workshop

    Para se inscrever, acesse o site do evento Midas Mongaru. O evento conta com o apoio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), Fundação de Apoio Institucional ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico (FAI-UFSCar) e Departamento de Engenharia de Materiais (DEMa-UFSCar).

    Sobre a Rede Midas Mongaru

    Docentes do DEMa, integrantes do INCT Midas de Tecnologias Ambientais e do INCT Circularidade em Materiais Poliméricos criaram a Rede Midas Mongaru. Os Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia (INCTs), lançados em 2008, têm como objetivo fortalecer colaborações com grupos de excelência internacionais. Além disso, promovem também a inserção da ciência e tecnologia brasileira no cenário global. O programa é conduzido pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), CNPq, Capes, BNDES, Finep e diversas fundações de amparo à pesquisa estaduais. O INCT Circularidade em Materiais Poliméricos recebe apoio da Fapesp.

     

  • Sensor para irrigação impulsiona economia e produtividade

    Sensor para irrigação impulsiona economia e produtividade

    Um novo avanço tecnológico no campo da irrigação está transformando a forma como os agricultores lidam com o manejo da água. O sensor IGstat, desenvolvido com melhorias significativas em seu processo de fabricação e controle, está se destacando pela capacidade de aumentar a produtividade das culturas e reduzir o consumo de água e energia, tanto em ambientes protegidos quanto em campo aberto.

    Este dispositivo de baixo custo opera de forma automatizada, ajustando o fornecimento de água com base na umidade do solo. Ao garantir que as plantas recebam a quantidade ideal de água no momento certo, o sensor otimiza a produção tanto para pequenos quanto grandes produtores, tornando o manejo da irrigação mais eficiente. Os estudos para aperfeiçoar o sensor IGstat envolveram três pesquisadores da Embrapa Instrumentação, um pesquisador da iniciativa privada e recebeu apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).

    Foram implementadas melhorias na robustez e confiabilidade do controlador Irriga Fácil, incluindo aprimoramentos no regulador de pressão de ar, pressostato e temporizador programável”, conta o pesquisador da Embrapa Instrumentação, Carlos Manoel Pedro Vaz, coordenador da pesquisa.

    Uma das vantagens significativas do sensor IGstat é sua capacidade de operar mesmo na ausência de informações técnicas específicas sobre o tipo de solo e as lâminas de irrigação recomendadas. Isso o torna altamente adaptável a diversas condições e culturas agrícolas, incluindo horticultura, fruticultura, floricultura, cereais e culturas anuais em geral. Além disso, pode ser integrado a diferentes sistemas de irrigação, como aspersão, gotejamento e inundação, permitindo seu uso em diversos cenários, desde pequenos jardins até grandes áreas de produção.

    Uma característica fundamental do sensor IGstat é seu princípio de funcionamento inovador. Com apenas 6 centímetros de comprimento e 2 centímetros de diâmetro, o dispositivo utiliza um sistema pneumático para medir a umidade do solo. Quando o solo atinge um valor crítico de umidade, o sensor aciona automaticamente o sistema de irrigação, garantindo que as plantas recebam água na medida certa.

    Experimentos realizados em diversas culturas, como tomate, alface, pimenta, banana, morango e café, demonstraram aumentos significativos na produtividade e reduções no consumo de água e energia. Em uma fazenda em Brotas (SP), por exemplo, a adoção da tecnologia resultou em uma economia de água de aproximadamente 20 mil litros por hectare, além de uma redução de mais de 65% no consumo de energia.

    Com sua capacidade de aumentar a eficiência hídrica e energética na agricultura, o sensor IGstat está se consolidando como uma ferramenta estratégica para os agricultores modernos. Seus benefícios econômicos e ambientais contribuem para o avanço sustentável do agronegócio, promovendo uma produção mais inteligente e responsável.